薄壁结构件的随动定位支承布局优化

薄壁结构件在航空航天及汽车制造等重要领域中应用广泛,但其刚度低,加工过程中易变形等缺陷已严重影响了企业生产效率。为了有效解决此问题,现提出一种针对薄壁结构件的新型随动定位支承布局优化策略,其最优布局随着切削力位置和大小的变化而变化。该策略大致分为两步,一是将框架类工件简化为固支梁与固支薄板的变形问题,根据弹性变形公式对工艺凸台的数量进行选择,经MATLAB仿真得出满足条件的工艺凸台数目;二是建立针对定位支承钉位置的优化模型,使用Abaqus二次开发的方式对每个加工位置的工件总变形以及相关约束条件进行计算并使用非线性规划的方式对该模型进行求解,经多次迭代优化得出支承钉的最优布局。通过仿真结果可知,此优化策略可以得到满足要求的支承钉布局。

基于静压导轨平面度误差的转台支承布局重构

大型液体静压转台的底部支承布局对于静压导轨平面度误差有着显著的影响。为了研究如何减小转台在承载工况下静压导轨的平面度误差,在分析了转台底部支承布局相关参数对静压导轨平面度误差影响规律之后,提出一种转台底部支承布局重构方法。首先建立转台底部支承布局的参数化模型,然后基于有限元方法分析额定负载下不同转台底部支承布局下的静压导轨平面度误差大小。提取静压导轨平面度误差值,利用MATLAB曲线拟合工具研究转台底部支承布局对静压导轨平面度误差影响规律。在此基础上对转台底部支承布局进行重构,重构结果表明静压导轨的平面度误差显著减小,静压转台的承载能力得到提高。

大齿宽齿轮耦合转子系统准静态接触分析及动态特性

将大齿宽齿轮沿齿宽方向进行切片并构建一系列非线性接触单元,根据各接触单元在转子上的位置将其与Timoshenko梁单元相耦合,建立了一种齿轮耦合转子系统多点啮合准静态接触分析模型,并首次提出了齿轮副广义传递误差的概念。通过求解静力学平衡方程组,得到齿轮副啮合错位量分布和齿面载荷分布。将齿轮副动态啮合激励引入系统动力学模型,求解考虑转子系统变形的齿轮系统动态响应。通过与有限元计算结果对比,验证了准静态接触模型的有效性。分析了支承布局形式、功率传递路径和负载扭矩对系统准静态及动态特性的影响。研究表明:不同支承布局形式下齿面接触状态和系统动态特性差异明显。不同功率传递路径下系统准静态和动态特性非常接近。不同负载扭矩下齿面接触状态非常接近,然而,随着负载扭矩的增加,啮合错位量逐渐增大,系统振动逐渐增强。